Wat het Kulibin uitgevind?

2024 Outeur: Seth Attwood | [email protected]. Laas verander: 2023-12-16 15:56

Almal weet dat Kulibin 'n groot Russiese uitvinder, werktuigkundige en ingenieur is. Sy van het lankal 'n algemene naamwoord in Russies geword. Maar, soos getoon deur 'n onlangse opname, kan slegs vyf persent van die respondente ten minste een van sy uitvindings noem. Hoe so? Ons het besluit om 'n klein opvoedkundige program uit te voer: so, wat het Ivan Petrovich Kulibin uitgevind?

Ivan Petrowitsj, wat in 1735 in die Podnovye-nedersetting naby Nizhny Novgorod gebore is, was 'n ongelooflike talentvolle persoon. Meganika, ingenieurswese, horlosiemaak, skeepsbou - alles het gestry in die vaardige hande van 'n Russiese self-geleerde. Hy was suksesvol en was na aan die keiserin, maar terselfdertyd is geen van sy projekte, wat die lewe vir gewone mense kon vergemaklik en tot vooruitgang kon bydra, nie behoorlik befonds, nóg deur die staat geïmplementeer nie. Terwyl vermaaklikheidsmeganismes - snaakse outomatte, paleishorlosies, selfaangedrewe gewere - met groot vreugde gefinansier is.

Bevaarbare skip

Aan die einde van die 18de eeu was die mees algemene metode om vrag op skepe teen die stroom te lig burlak-arbeid - hard, maar relatief goedkoop. Daar was ook alternatiewe: byvoorbeeld enjingedrewe skepe wat deur osse aangedryf word. Die struktuur van die masjienvaartuig was soos volg: dit het twee ankers gehad waarvan die toue aan 'n spesiale skag vasgemaak is. Een van die ankers op 'n boot of langs die kus is 800-1000 m vorentoe afgelewer en beveilig. Die osse wat op die skip gewerk het, het die skag gedraai en die ankertou gedraai en die skip teen die stroom na die anker getrek. Terselfdertyd het 'n ander boot die tweede anker vorentoe gedra - dit is hoe die kontinuïteit van beweging verseker is.

Kulibin het met die idee vorendag gekom hoe om sonder osse klaar te kom. Sy idee was om twee roeiwiele te gebruik. Die stroom, wat die wiele roteer, het energie na die skag oorgedra - die ankertou is gewikkel, en die skip het homself na die anker getrek deur die energie van die water te gebruik. In die proses van werk is Kulibin voortdurend afgelei deur bestellings vir speelgoed vir die koninklike nageslag, maar hy het daarin geslaag om befondsing te kry vir die vervaardiging en installering van sy stelsel op 'n klein skip. In 1782, gelaai met byna 65 ton (!) Sand, het dit geblyk betroubaar en baie vinniger te wees as 'n skip wat deur osse of burlat aangedryf is.

In 1804, in Nizjni Novgorod, het Kulibin 'n tweede waterweg gebou, wat twee keer so vinnig was as die burlak-borduurwerk. Nietemin het die departement van waterkommunikasie onder Alexander I die idee verwerp en befondsing verbied – die waterweë het nie versprei nie. Heelwat later het kapstanders in Europa en die Verenigde State verskyn - skepe wat hulself met behulp van die energie van 'n stoomenjin na die anker getrek het.

Skroef hysbak

Die mees algemene hysbakstelsel vandag is 'n wenkajuit. Lierhysers is geskep lank voor Otis se patente in die middel van die 19de eeu - soortgelyke strukture was in werking in antieke Egipte, hulle is aan die gang gesit deur trekdiere of slawemag. In die middel van die 1790's het die veroudering en oorgewig Catherine II opdrag gegee Kulibin om 'n gerieflike hysbak te ontwikkel om tussen vloere van die Winterpaleis te beweeg. Sy wou beslis 'n hysbakstoel hê, en 'n interessante tegniese probleem het voor Kulibin ontstaan. Dit was onmoontlik om 'n wenas aan so 'n hysbak vas te maak, oop van bo af, en as jy die stoel met 'n wenas van onder “optel”, sou dit die passasier ongerief veroorsaak. Kulibin het die vraag geestig opgelos: die basis van die stoel was aan 'n lang-as-skroef geheg en het soos 'n moer daarlangs beweeg. Catherine het op haar mobiele troon gesit, die bediende het die handvatsel gedraai, die rotasie is na die as oorgedra, en sy het die stoel na die galery op die tweede verdieping opgelig. Kulibin se skroefhyser is in 1793 voltooi, terwyl Elisha Otis eers in 1859 die tweede sodanige meganisme in die geskiedenis in New York gebou het. Na die dood van Catherine is die hysbak deur die howelinge vir vermaak gebruik, en toe is dit opgemessel. Vandag het tekeninge en oorblyfsels van die hysmeganisme behoue gebly.

Teorie en praktyk van brugbou

Vanaf die 1770's tot die vroeë 1800's het Kulibin gewerk aan die skepping van 'n enkelspan-stilstaande brug oor die Neva. Hy het 'n werksmodel gemaak, waarop hy die kragte en spannings in verskeie dele van die brug bereken het - ten spyte van die feit dat die teorie van brugkonstruksie toe nog nie bestaan het nie! Empiries het Kulibin 'n aantal wette van weerstand teen materiale voorspel en geformuleer, wat baie later bevestig is. Aanvanklik het die uitvinder die brug op eie koste ontwikkel, maar graaf Potemkin het geld vir die finale uitleg bewillig. Die skaalmodel 1:10 het 'n lengte van 30 m bereik.

Alle brugberekeninge is aan die Akademie vir Wetenskappe voorgelê en deur die beroemde wiskundige Leonard Euler geverifieer. Dit het geblyk dat die berekeninge korrek was, en die toetse van die model het getoon dat die brug 'n groot veiligheidsmarge het; sy hoogte het seilskepe toegelaat om sonder enige spesiale operasies verby te gaan. Ten spyte van die Akademie se goedkeuring het die regering nie fondse vir die bou van die brug bewillig nie. Kulibin het 'n medalje ontvang en 'n prys ontvang, teen 1804 het die derde model heeltemal weggevrot, en die eerste permanente brug oor die Neva (Blagoveshchensky) is eers in 1850 gebou.

In die 1810's was Kulibin besig met die ontwikkeling van ysterbrûe. Voor ons is die projek van 'n drieboogbrug oor die Neva met 'n opgeskorte rybaan (1814). Later het die uitvinder 'n projek geskep vir 'n meer komplekse vierboogbrug.

In 1936 is 'n eksperimentele berekening van die Kulibinsky-brug met behulp van moderne metodes uitgevoer, en dit het geblyk dat die Russiese selfonderrig nie 'n enkele fout gemaak het nie, hoewel die meeste van die sterktewette van materiale op sy tyd onbekend was. Die metode om 'n model te maak en dit te toets vir die doel van die sterkteberekening van die brugstruktuur het daarna wydverspreid geword; verskeie ingenieurs het op verskillende tye onafhanklik daarnatoe gekom. Kulibin was ook die eerste wat die gebruik van traliekappe in die bou van die brug voorgestel het – 30 jaar voor die Amerikaanse argitek Itiel Town wat hierdie stelsel gepatenteer het.

Oor die brug oor die Neva

Ten spyte van die feit dat nie 'n enkele ernstige uitvinding van Kulibin werklik waardeer is nie, was hy baie gelukkiger as baie ander Russiese selfonderrig, wat óf nie toegelaat is selfs op die drumpel van die Akademie van Wetenskappe nie, óf met 100 roebels huis toe gestuur is. van 'n prys en 'n aanbeveling om nie meer by hul eie besigheid in te meng nie.

Die bekende enkelspanbrug oor die Neva – hoe dit sou lyk as dit gebou was. Kulibin het sy berekening op modelle uitgevoer, insluitend op 'n skaal van 1:10.

Selfloop stootwaentjie en ander stories

Dikwels word Kulibin, benewens die ontwerpe wat hy werklik uitgevind het, gekrediteer met baie ander, wat hy regtig verbeter het, maar nie die eerste was nie. Kulibin word byvoorbeeld baie dikwels gekrediteer met die uitvinding van die pedaalscooter (die prototipe van die velomobiel), terwyl so 'n stelsel 40 jaar tevore deur 'n ander Russiese selfgeleerde ingenieur geskep is, en Kulibin was die tweede. Kom ons kyk na sommige van die algemene wanopvattings.

Kulibin se selflopende stootwaentjie is gekenmerk deur 'n komplekse aandryfstelsel en het aansienlike pogings van die bestuurder vereis. Dit was die tweede velomobiel in die geskiedenis.

So, in 1791, het Kulibin 'n selfaangedrewe wa, 'n "selflopende rolstoel", wat in wese die voorganger van die velomobiel was, gebou en aan die Akademie van Wetenskappe aangebied. Dit is ontwerp vir een passasier, en die motor is bestuur deur 'n bediende wat op die hakke staan en afwisselend op die pedale gedruk het. Die selfloopwa het vir 'n geruime tyd as 'n trekpleister vir die adel gedien, en toe het dit in die geskiedenis verlore geraak; net haar tekeninge het oorleef. Kulibin was nie die uitvinder van die velomobiel nie - 40 jaar voor hom het 'n ander self-geleerde uitvinder Leonty Shamshurenkov (veral bekend vir die ontwikkeling van die Tsar Bell-hysstelsel, wat nooit vir sy beoogde doel gebruik is nie), 'n self-geleerde rolstoel van 'n soortgelyke ontwerp in St. Shamshurenkov se ontwerp was tweesitplek, in latere tekeninge het die uitvinder beplan om 'n selfaangedrewe slee met 'n verstometer ('n prototipe van 'n spoedmeter) te bou, maar, helaas, nie voldoende befondsing ontvang nie. Soos Kulibin se bromponie, het Shamshurenkov se bromponie tot vandag toe nie oorleef nie.

Die beroemde eierhorlosie, gewerk deur Kulibin in 1764-1767 en aangebied aan Catherine II vir Paasfees 1769. Grootliks danksy hierdie geskenk het Kulibin die werkswinkels by die St. Petersburg Akademie vir Wetenskappe aan die hoof gestaan. Hulle word nou in die Hermitage aangehou.

Beenprostese

Met die draai van die 18de-19de eeue het Kulibin verskeie projekte van "meganiese bene" aan die St. Petersburg Medies-Chirurgiese Akademie aangebied - prosteses van die onderste ledemate wat op daardie stadium baie perfek was, wat in staat was om 'n been te simuleer wat bo die knie (!). Die "toetser" van die eerste weergawe van die prostese, wat in 1791 gemaak is, was Sergei Vasilyevich Nepeitsyn - destyds 'n luitenant wat sy been verloor het tydens die bestorming van Ochakov. Daarna het Nepeitsyn tot die rang van generaal-majoor gestyg en die bynaam Ysterbeen van die soldate ontvang; hy het 'n vol lewe gelei, en nie almal het geraai hoekom die generaal effens mank geloop het nie. Die Kulibin-stelselprostese, ten spyte van gunstige resensies van dokters in St. Petersburg onder leiding van professor Ivan Fedorovich Bush, is deur die militêre departement verwerp, en die reeksproduksie van meganiese prosteses wat die vorm van die been naboots, het later in Frankryk begin.

Kollig

In 1779 het Kulibin, wat lief was vir optiese toestelle, sy uitvinding aan die publiek in St. Petersburg voorgehou - 'n soeklig. Stelsels reflektiewe spieëls het voor hom bestaan (dit is veral op vuurtorings gebruik), maar Kulibin se ontwerp was baie nader aan 'n moderne soeklig: 'n enkele kers, wat weerkaats van spieëlreflektors wat in 'n konkawe halfrond geplaas is, het 'n sterk en rigtinggewende stroom van lig. Die "Wonderlike Lantern" is positief deur die Akademie van Wetenskappe ontvang, in die pers geprys, deur die keiserin goedgekeur, maar dit het net 'n vermaaklikheid gebly en is nie gebruik om die strate te verlig nie, soos Kulibin aanvanklik geglo het. Die meester het daarna self 'n aantal soekligte vir individuele bestellings van skeepseienaars gemaak, en ook 'n kompakte lantern vir 'n wa op grond van dieselfde stelsel gemaak - dit het vir hom 'n sekere inkomste gebring. Die meesters is in die steek gelaat deur die gebrek aan kopieregbeskerming - ander meesters het begin om grootskaalse koets "Kulibin-lanterns" te maak, wat die uitvinding baie gedevalueer het.

Die soeklig, wat in 1779 geskep is, het 'n tegniese foefie gebly. In die alledaagse lewe is slegs kleiner weergawes as lanterns op waens gebruik.

Wat het Kulibin nog gedoen?

- Hy het werkswinkels by die St. Petersburg Akademie vir Wetenskappe gevestig, waar hy besig was met die vervaardiging van mikroskope, barometers, termometers, teleskope, skale, teleskope en baie ander laboratoriuminstrumente. - Die planetarium van die St. Petersburg Akademie vir Wetenskappe herstel. - Hy het met 'n oorspronklike stelsel vorendag gekom om skepe in die water te lanseer. - Skep die eerste optiese telegraaf in Rusland (1794), gestuur na die Kunst-kamera as 'n nuuskierigheid. - Ontwikkel die eerste in Rusland-projek van 'n ysterbrug (oor die Wolga). - 'n Saadboor gebou wat eenvormige saad verskaf (nie gebou nie). - Vuurwerke gereël, meganiese speelgoed en outomate geskep vir die vermaak van die adel. - Herstel en onafhanklik saamgestel baie horlosies van verskillende uitlegte - muur, vloer, toring.

Ewigdurende beweging masjien

Daar is al baie geskryf oor die uitvindings van Ivan Kulibin self. Maar biograwe het nog altyd probeer om sy werk op 'n ewigdurende bewegingsmasjien te ignoreer, wat, dit gelyk het, nie 'n briljante werktuigkundige skilder nie.

Die idee om 'n wonderenjin te begin uitvind, het in die vroeë 70's van die 18de eeu in Kulibin ontstaan, toe hy as werktuigkundige by die St. Petersburg Akademie vir Wetenskappe gedien het. Eksperimente met 'n ewigdurende bewegingsmasjien het nie net tyd en moeite van hom ontneem nie, maar ook aansienlike persoonlike fondse, wat hom gedwing het om skuld te maak.

In daardie dae was die wet van behoud van energie nog nie presies gestaaf nie. Kulibin het nie 'n goeie opleiding gehad nie, en dit was moeilik vir hom, 'n selfopgeleide werktuigkundige, om hierdie moeilike kwessie te verstaan. Die mense om hom kon ook nie help nie. Sommige het nie geweet hoe om sy dwaling duidelik te verduidelik nie. Ander was self nie oortuig daarvan dat energie nie uit niks kom nie en nêrens verdwyn nie. Ten slotte het ander self geglo dat 'n ewigdurende bewegingsmasjien moontlik is, en het Kulibin aangemoedig om voort te gaan soek.

Laasgenoemde het byvoorbeeld die bekende skrywer en joernalis Pavel Svinin ingesluit. In sy boek oor Kulibin, gepubliseer in 1819, 'n jaar na die dood van Ivan Petrowitsj, het hy, met verwysing na die Kulibin-ewigbewegingsmasjien, geskryf: “Dit is jammer dat hy nie daarin geslaag het om hierdie belangrike uitvinding te voltooi nie. Miskien sou hy gelukkiger gewees het as sy voorgangers, wat by hierdie struikelblok stilgehou het; miskien sou hy bewys het dat ewigdurende beweging nie 'n hersenskikking van meganika is nie …"

Verbasend genoeg het selfs die groot Leonard Euler Kulibin se werk oor die uitvinding van 'n ewigdurende bewegingsmasjien ondersteun. “Dit is eienaardig om daarop te let,” het Svinin geskryf, “dat Kulibin tot hierdie ontdekking aangemoedig is deur die beroemde wiskundige Euler, wat, toe hy gevra is wat hy dink oor ewigdurende beweging, geantwoord het dat hy dit as in die natuur beskou en gedink het dat dit sou op een of ander gelukkige manier gevind word, soos openbarings wat voorheen as onmoontlik beskou is. En Kulibin het hom altyd tot die gesag van Euler gewend toe hy die idee van 'n ewigdurende bewegingsmasjien van kritici moes verdedig.

Die Izvestia Akademie het 'n artikel gepubliseer met die titel "Raad aan diegene wat daarvan droom om ewige of eindelose beweging uit te vind." Dit het gesê: “Dit is heeltemal onmoontlik om deurlopende beweging uit te vind … Hierdie nuttelose studies is uiters skadelik omdat dit veral (veral) baie gesinne en baie bekwame werktuigkundiges verwoes het wat groot dienste aan die samelewing kon lewer met hul kennis, verlore, om die oplossing van hierdie probleem te bereik, al hul besittings, tyd en arbeid."

Niemand weet of Kulibin hierdie artikel gelees het nie. Dit is net bekend dat hy ondanks die mening van die Akademie van Wetenskappe met sy kenmerkende hardkoppigheid aan 'n ewigdurende bewegingsmasjien bly werk het met die vertroue dat selfs hierdie probleem vroeër of later opgelos sou word.

Kulibin het 'n aantal modelle van sy motor ontwikkel. Hy het 'n ou idee, bekend sedert die tyd van Leonardo da Vinci, as basis geneem, naamlik: 'n wiel met gewigte wat daarin beweeg. Laasgenoemde was veronderstel om 'n posisie te beklee wat die balans heeltyd versteur het, en 'n oënskynlik onophoudelike rotasie van die wiel veroorsaak.

In die buiteland het hulle ook gewerk aan die skepping van 'n ewigdurende bewegingsmasjien. Kulibin het hierdie werke noukeurig gevolg volgens die boodskappe wat hom bereik het. En een keer, in 1796, het hy volgens die bevel van Catherine II selfs 'n kans gehad om een van sulke buitelandse projekte te oorweeg en te evalueer. Dit was die ewigdurende bewegingsmasjien van die Duitse werktuigkundige Johann Friedrich Heinle.

Ivan Petrovich het nie net "met die grootste sorg en ywer" die tekening en beskrywing van die buitelandse perpetuum-mobiel bestudeer nie, maar ook sy model gemaak. Dit het bestaan uit twee gekruisde buise met blaasbalk gevul met vloeistof. Met die rotasie van so 'n kruis sou die vloeistof deur die buise van een blaasbalk na ander vloei. Ekwilibrium, volgens die uitvinder, moes verlore gewees het, en die hele stelsel moes in ewigdurende beweging gewees het.

Die Heinle-enjinmodel het natuurlik geblyk onwerksaam te wees. Deur eksperimente met haar uit te voer, het Kulibin, soos hy geskryf het, "nie gevind wat hy in daardie sukses wou hê nie." Maar dit het nie in die minste sy geloof in die beginsel van ewigdurende beweging geskud nie.

In die herfs van 1801 het Ivan Petrowitsj van St. Petersburg na sy vaderland, na Nizjni Novgorod, teruggekeer. Selfs hier het hy nie sy onsuksesvolle soektog na ewigdurende beweging laat vaar nie. Baie tyd het verbygegaan, die jaar 1817 het aangebreek. En toe eendag in die hoofstad se koerant "Russian Invalid" vir 22 September, lees Kulibin 'n artikel wat vir hom soos donderweer geklink het. Die nota het berig dat 'n sekere werktuigkundige genaamd Petere van Mainz "uiteindelik die sogenaamde perpetuum mobile uitgevind het, wat vir baie eeue tevergeefs was."

Verder is die enjin self beskryf, wat die vorm van 'n wiel gehad het met 'n deursnee van 8 voet en 'n dikte van 2 voet: “Dit beweeg deur sy eie krag en sonder enige hulp van vere, kwik, vuur, elektriese of galvaniese krag. Sy spoed oorskry die waarskynlikheid. As jy dit aan’n padwa of rolstoel vasmaak, kan jy 100 Franse myl in 12 uur reis en die steilste berge klim.”

Hierdie nuus (natuurlik vals) het die ou uitvinder ongelooflik opgewonde gemaak. Dit het vir hom gelyk asof Peter sy idees toegeëien het, sy geliefde breinkind gesteel het, waaraan hy, Kulibin, baie dekades se harde werk gegee het. Met koorsagtige haas het hy begin om 'n beroep op almal wat mag en invloed gehad het, insluitend tsaar Alexander I.

Toe is versigtigheid opsy gesit, geheimhouding is vergete. Nou het Kulibin eerlik geskryf dat hy al lank aan die skepping van 'n "masjien van ewigdurende beweging" gewerk het, dat hy nie ver daarvan was om hierdie probleem op te los nie, maar hy het fondse nodig om die finale eksperimente voort te sit. In die "petisienotas" het hy sy vorige meriete herroep en 'n begeerte uitgespreek om terug te keer na diens in die hoofstad om 'n ysterbrug oor die Neva te bou, en die belangrikste, om voort te gaan met die skepping van 'n ewigdurende bewegingsmasjien.

Kulibin se versoek om toestemming om na St. Petersburg terug te keer, is fyn van die hand gewys. Die bou van die ysterbrug is as te duur beskou. Hulle het stilgebly oor die ewigdurende bewegingsmasjien.

Tot die laaste dae van Ivan Petrowitsj het sy dierbare droom van 'n "masjien van ewigdurende beweging," 'n tiran-droom, soos een van Kulibin se biograwe dit genoem het, hom nie verlaat nie. Siektes het hom al hoe meer oorweldig. Ek was gekwel deur kortasem en “ander ongesond”. Hy het nou min buite gegaan. Maar selfs in die bed, in kussings, het hy gevra om tekeninge van die "masjien van ewigdurende beweging" langs hom te sit. Selfs in die nag, in slapeloosheid, het die uitvinder keer op keer na hierdie noodlottige masjien teruggekeer, 'n paar regstellings in ou tekeninge gemaak, nuwes geteken.

Ivan Petrowitsj Kulibin is op 30 Julie (ou styl), 1818 op die ouderdom van 83 oorlede, stil, asof hy slaap. Sy gesin het in uiterste armoede gebly. Om haar man te begrawe, moes die weduwee 'n muurhorlosie verkoop, en haar ou vriend Alexei Pyaterikov het 'n klein bedrag bygevoeg. Hierdie geld is gebruik om die groot uitvinder te begrawe.